Электромагнитный сепаратор

 

Изобретение касается магнитного разделения веществ и может быть использовано в металлургии, машиностроении, тепловой и атомной энергетике для магнитного разделения водно-дисперсных систем. Цель - снижение удельных энергозатрат при поднятии массы насадки и повышение эффективности процесса очистки. Корпус 1 сепаратора снабжен установленными соосно с ним полым стаканом (ПС) 7 и кольцеобразным элементом (КЭ) 8, размещенными снаружи корпуса 1 с возможностью перемещения вдоль него и выполненными из ферромагнитного материала. В зазоре между катушкой намагничивания (КН) 6 и корпусом 1 расположен упругий элемент 13. При подъеме кассеты (К) 5 с ферромагнитной насадкой (ФН) 4 за счет сил магнитного взаимодействия их с КН 6 ферромагнитный ПС 7 входит в полость КН 6 и прижимается сверху КЭ 8, сжимая упругий элемент 13. При этом К 5 освобождается от действия магнитной выталкивающей силы и поднимается на требуемую высоту. После этого выводится из полости КН 6 ПС 7 и начинается процесс очистки. Осуществление операции вывода ПС 7 и КЭ 8 происходит при незначительных изменениях конструкции. Наличие ПС 7, КЭ 8 обеспечивает более полное втягивание ФН 4 с К 5 в полость КН 6, вследствие чего повышается эффективность очистки и снижаются удельные энергозатраты на поднятие К 5 и ФН 4. 7 з.п.ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я)л В 01 035/06, В 03 С 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. о О

Дь

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4717196/26 (22) 11,07.89 (46) 15.08,91. Бюл. М 30 (71) Украинский институт инженеров водноГо хозяйства (72) И.В.Волков, В:И.Гаращенко, С.А.Числяев, С.А.Пыханов и И.С,Кригмант (53) 621,928.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1555936, кл, В 01 D 35/06, 1984, (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР (57) Изобретение касается магнитного разделения веществ и может быть использовано в металлургии. машиност„оении, тепловой и атомной энергетике для магнитного разделения водно-дисперсный систем.

Цель — снижение удельных энергозатрат при поднятии массы насадка и повышение эффективности процесса очистки. Корпус 1 сепаратора снабжен полым стаканом (ПС) 7 и кольцеобраэным элементом (КЭ) 8, размеИзобретение относится к магнитному разделению веществ, преимущественнодля очистки жидких и газовых сред от магнитных примесей и может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургической, машиностроительной, пищевой и энергетической и ромышленности.

Цель изобретения — снижение удельных энергозатрат при поднятии массы насадки на необходимую высоту и повышение эффективности процесса очистки, На фиг, 1 изображена схема электромагнитного сепаратора; на фиг. 2 — разрез

„„5U„„1669499 А1 щенными снаружи корпуса 1 с возможностью перемещения вдоль не о и выполненными из ферромагнитного материала, а в зазоре между катушкой намагничивания (KH) 6 и корпусом 1 расположен упругий элемент 13, При под . еме кассеты (К) 5 с ферромагнитной насадкой (ФН) 4 за счет сил магнитного взаимодействия их с КН 6 ферромагнитный ПС 7 входиг в полость КН

6 и прижимается сверху КЭ 8, сжимач упругий элемент 13, при этом К 5 освобождается от действия магнитной выталкивающей силы и поднимается на требуемую высоту. После этого выводится из полости KH 6 ПС 7 и начинается процесс очистки, Осуществление операции вывода ПС 7 и КЭ 8 происходит при незначительных изменениях конструкции. Наличие ПС 7, КЭ 8 обеспечивает более полное втягивание ФН 4 с К 5 в полость КН 6, вследствие чего повышается эффективность очистки и снижаются удельные знергозатраты на поднятие К 5 и ФН 4, 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

А-А на фиг. 1; на фиг, 3 — верхняя часть рабочей камеры, к которой крепится с помощью пружин кольцеобразный элемент; на фиг. 4 — электромагнит и прилегающий к нему кольцеобразный элемент: на фиг. 5— стакан переменного по высоте сечения.

Сепаратор содержит корпус 1, включающий верхнюю рабочую 2 и нижнюю регенерационную 3 камеры. ферромагнитную насадку 4, помещенную в кассету 5, намагничивзющую систему в виде катушки 6, полый стакан 7, кольцеобразный элемент 8, патрубок 9 подачи очищаемой и вывода 10

1669499

-15

55 очищенной среды. Кассета 5 имеет перфорированные верхнее 11 и нижнее 12 днища

Для облегчения подъема стакана 7 и кольцеобразного элемента 8 сепаратор может содержать упругий элемент 13, расположенный в зазоре между катушкой 5 и корпусом 1, либо пружины 14. закрепленные одним концом на кольцеобразном элементе, а другим — на корпусе, либо электромагнит, расположенный в верхней части корпуса 1 над катушкой 6, содержа. щей электрическую катушку 15 и кольцо 16 иэ магнитожесткого материала.

Сепаратор работает следующим образом.

Включают катушку 6 так, что ее полярность и полярность стакана 7 и кольцеобраэного элемента 8 противоположна

/N-S/. При этом происходит втягивание стакана 7 в зазор между катушкой 6 и I орпусом 1, а упругий элемент 13 при э1ом сжимается. Магнитный поток проходит через стакан и кольцеобразный элемент, что уменьшает его рассеиван,Ie. Одн,звремен» о кассета 5 с насадкой 4 перемещается под действием магнитных сил в верхнюю рабочую камеру и устанавливается на требуемой высоте, которая оегулируется величиной питания катушки. Выбор 1О,ОЙ,;:,=oibI возможен из-за наличия ферромагнитного стака а, который IIoð распр деляег ма нитныЙ поток и я ".л;1ется СВО и0раэным ) Iarнитным экраном. Дarñ".. Кассета закрепляется неподвижно Я,;.Нос1И рабочей,камеоы и.1вестн .ми 1:. ическими спoсобами (магнитными, 1не1мо- либо электрофиксаторам 1. Затем полярность катушки 6 изменяют На противоположную. ITQ приводит к Отталкиеаникз кольцеобразногс элемента 8 и стака:а 7 от катушки 6 Перемещению . лемента 8 и стака а 7 пособствует упругий элемент 13, который до этого был сжат, В случае необходимости (большой вес стакана либо недоста1оч <О ысокая ве. личина магнитной силы;.а1ушхи 6) в переМЕЩЕНИИ СтаКаНа И КОЛК ЦЕОбРаэНОГО эл мента могут участвова1ь пружины 14 (см, фиг. 3). В этом же случае для фиксации стакана и кольцеобразногО элем .нтэ II верхней части рабочей камеры распо, dlaloT электромагнит, состоящий из ка ушки 15 и кольца 16 из магн;,т.жесткого м 1 риала (см. фИГ. 4), ПрИ ПрИбЛИжЕНИИ КОЛьцЕОбраЭНО О элемента к электромагниту включается катушка 15, ув личиваетсч подьемная сила. причем полярность катуп:.и I BKoBa, что усиливает магнитную силу кольца 16. Например, если обращенный к не1;О1ец кольца

16 имеет "южный полюс",; соо г1етствующая ему торцевая есть:,э-..шки 15 имеет

"северный полюс",После контакта кольца и кольцеобразного элемента катушка 15 отключается, а кольцеобразный элемент удерживается силами магнитного взаимодействия между ними и кольцом 16.

При необходимости разрыва контакта катушку 15 включают с противоположной ранее полярностью, уменьшая тем самым силу магнитного взаимодействия, что приводит к перемещению кольцеобразного элемента вниз. Если для перемещения стакана и кольцеобразного элемента вверх достаточно магнитной силы катушки 6, то они не соединяются жестко, а при необходимости оказания дополнительного силового воздействия с помощью пружин либо электромагнита стакан и кольцеобразный элемент соединены жестко.

После перемещени стакана вверх и фиксации кассеты с насадкой через патрубок 9 подают очищаемую среду, которая ос:;обождается. от ма нитных примесей, проходя через намагниченную насадку 4.

Счищенная среда выводится по патрубку

10, После насыщения примесями насадки 4

О;ключа от катушку 6 и кассета с насадкой перемещается в регенерационную камеру, где при ударе о дно корпуса происходит лстряхивание насадки, что способствует отделению примесей от гранул насадки. Далее подают промывочную смесь водно-воздушную) и после отмывки насадки приступают к процессу очистки.

Длина полого стакана выбирается из условия! <0,5 L, так как для коротких соленоидов возрастание индукции происходит от горца до центра v затем снижается, т.е. на

0,5 длины соленоида эффективно действует втягивающая сила и соответственно ей на, Остальной длине вы гал кивающая магнитная сила, действие которой необходимо исключить на верхнем торце соленоида, Для длинных соленоидов между зонами возрастания и падения индукции добавляется зона равномерного распределения индукции, в которой втягивающая сила отсутствует, пс:кольку grarId Н = О. В этих (длинных) соленоидах длина зоны возрастания (падения) индукции меньше 0,5 длины соленоида и может составить, например 0.3: 0,2; 0,1 и т,д. длины соленоида, т.е, определяется в каждом конкретном случае. Увеличение длины стакана более чем на 0,5 длины соленоида приводит в случае длинных соленоидоа к увеличению веса и нецелесообразному использованию металла. а при коротких соленоидах — к уменьшению втягивающей силы, так как магнитный поток перераспределяется в области дейст ::ч силы из внутренней полости соленоида

1669499 в объем стакана. Для перемещения стакана и кольцеобразного элемента вдоль корпуса после выполнения подтягивания кассеты с насадкой (в противном случае стакан экранирует верхнюю область насадки, препятствуя ее намагничиванию) предусмотрено следующее. Кольцеобразный элемент и полый стакан могут быть выполнены из магнитожесткого материала и предварительно намагничены. В этом случае при включении катушки намагничивания так, что полярность ее части. обращенной к стакану и кольцеобразному элементу. совпадает их полярностью, что позволяет переместить их вдоль корпуса при помощи магнитных сил отталкивания. При достаточном отталкивающем взаимодействии между кольцеобразным элементом и катушкой можно кольцеобразный элемент соединить со стаканом жестко, причем последний выполнить из пермаллоя, уменьшив тем самым вес и зазор между корпусом и катушкой, т.е. снизить потери магнитного поля. Для этой цели стакан выполняется переменного по высоте сечения, что уменьшает потери магнитного поля, связанные с намагничиванием объема стакана. При недостаточном выталкивающем магнитном воздействии в зазоре между наружной поверхностью корпуса и внутренней поверхностью катушки установлен упругий элемент. Для этой же цели кольцеобразный элемент по наружному периметру крепится с помощью пружин к верхней части рабочей камеры. В этом случае упругий элемент либо пружины способствуют подъему стакана с кольцеобразным элементом. Для фиксации стакана и кольцеобразного элемента е поднятом состоянии можно установить электромагнит в верхней части рабочей камеры в виде электрической катушки и прилегающего боковой поверхностью к ней кольца из магнитожесткого намагниченного материала, причем нижняя его поверхность обращена к верхней поверхности кольцеобразного элемента. При перемещении кольцеобразного элемента со стаканом вверх включают катушку электромагнита так, чтобы ее полярность и полярность магнитожесткого кольца были противоположны (N-S), что увеличивает силовое воздействие на кольцеобразный элемент, При осуществлении контакта кольца и кольцеобразного элемента катушку отключают, при этом кольцеобразный элемент удерживается силами магнитного взаимодействия между ним и магнитожестким кольцом. При необходимости разрыва контакта катушку электромаг10

55 нита включают с одинаковой полярностью с кольцом (N — N), уменьшая магнитное взаимодействие между кольцом и кольцеобразным элементом.

Формула изобретения

1. Электромагнитный сепаратор. содержащий корпус, выполненный е виде верхней рабочей и нижней регенерационной камеры, ферромагнитную насадку, помещенную в кассету, катушку намагничивания, размещенную снаружи рабочей камеры, патрубки подачи очищаемой и вывода очищенной среды, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса очистки, снижения удельных энергозатрат при поднятии массы насадки из регенерационной в рабочую камеру, он снабжен полым стаканом и кольцеобразным элементом, выполненными из ферромагнитного материала, установленными снаружи корпуса соосно с ним и с возможностью перемещения вдоль корпуса, причем длина (стакана составляет

1 0,5L где L — длина катушки намагничивания.

2. Сепаратор поп, 1.отл ича ющийс я тем, что полый стакан и кольцеобразный элемент соединены жестко.

3. Сепаратор по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что полый стакан и кольцеобразный элемент выполнены из магнитожесткого материала и намагничены аксиально.

4. Сепаратор по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что кольцеобразный элемент выполнен из магйитожесткого материала и намагничен аксиально, а стакан — из пермаллоя.

5. Сепаратор по п, 1, о т л и ч а ю щи йс я тем, что он снабжен упругим элементом, установленным между наружной поверхностью корпуса и енутренней поверхностью катушки намагничивания. б. Сепаратор по п. 1, о т л и ч а ю щи йс я тем, что кольцеобразный элемент по наружному периметру прикреплен с помощью пружин к верхней части рабочей камеры, 7. Сепаратор по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что он снабжен дополнительной электромагнитной катушкой с кольцом из магнитожесткого материала, намагниченного аксиально, прикрепленным к нижней ее части, установленной снаружи корпуса в верхней части рабочей камеры.

8. Сепаратор по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что полый стакан выполнен с переменным по высоте сечением.

1669499 (Риг.2

1669499

Риг. 5

Составитель О. Симоненко

Редактор Н. Федорова Техред М,Моргентал Корректор Т. Колб

Заказ 2693 Тираж 427 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101